לא כל לכלוך נולד שווה

הלכלוך שמצטבר על פאנלים סולאריים מושפע מאוד מהסביבה שבה המערכת פועלת. אבק על גג באזור השרון אינו זהה ללכלוך שמצטבר מעל רפת, ליד מחצבה, באזור מדברי או סמוך לחוף הים.

גם אופן ההצטברות שונה: במקום אחד מדובר בעיקר באבק מינרלי, במקום אחר בחלקיקים אורגניים, מלחים או לשלשת ציפורים. ההבדלים האלה משפיעים על קצב הצטברות הלכלוך, על מידת ההשפעה שלו על תפוקת המערכת ועל הדרך הנכונה להסיר אותו.

ומה לגבי גשם? הוא בהחלט יכול להסיר חלק מהלכלוך, אבל לא תמיד מחזיר את הפאנלים למצב נקי. מחקר של NREL, למשל, מצא שבאתרים שנבדקו גשם הסיר חלק מהאבקה שהצטברה על המודולים, אך לא החזיר את הביצועים לרמה שהייתה לפני ההצטברות. ההשפעה תלויה בסוג הלכלוך ובתנאי האתר.

במאמר נעבור על חמש סביבות מאתגרות במיוחד: רפתות ולולים, אזורי תעשייה וכבישים, אזורים מדבריים, רצועת החוף ולשלשת ציפורים שיכולה להופיע כמעט בכל מקום.

רפתות ולולים: אבק אורגני וסביבה עשירה באמוניה

גגות של רפתות ולולים הם מיקום נפוץ למערכות סולאריות, אך גם סביבה תפעולית מאתגרת.

בסביבת מבנים חקלאיים עלולים להופיע כמה סוגי מזהמים:

• אמוניה – נוצרת מפירוק הפרשות בעלי חיים ועלולה להיות נוכחת באוויר בריכוזים גבוהים יותר מאשר בסביבה רגילה. העמידות של מודולים פוטו־וולטאיים לסביבה עשירה באמוניה היא נושא מוכר כל כך עד שקיים תקן בינלאומי ייעודי, IEC 62716, שבוחן את עמידותם בתנאים של אטמוספרה לחה עם ריכוז אמוניה גבוה.
• אבק תבן, מספוא ומצעים – חלקיקים אורגניים קלים שעלולים להגיע אל הגג ולהצטבר על פני הזכוכית.
• נוצות ופלומה – בעיקר בלולים, כחלק ממכלול הלכלוך שמצטבר בסביבת המבנה.

השילוב בין לחות, אבק וחלקיקים אורגניים עשוי ליצור לכלוך שמתחדש במהירות יחסית, ולכן תדירות הניקוי הנכונה באתר כזה עשויה להיות שונה לחלוטין מזו של גג עירוני.

יש גם שיקול בטיחותי: ניקוי ידני מחייב גישה אל הגג ועבודה בגובה. במבנים חקלאיים מסוימים הגגות ישנים או עשויים מחומרים שמחייבים זהירות מיוחדת, ולכן צמצום מספר העליות לגג יכול להיות יתרון תפעולי משמעותי.

מה מדווחים לקוחות RST?

באתר RST מופיעים מספר מקרי לקוח מסביבות חקלאיות ותעשייתיות:

קיבוץ שדה אליהו – לפי עדות המופיעה באתר החברה, לאחר התקנת מערכת שטיפה על שני גגות ברפת וביצוע השוואה, דווח על גידול של 7.7% בתפוקה. בעקבות התוצאה הורחבה ההתקנה לגגות נוספים, בהיקף כולל של 5.3MW.

עין עירון – הלקוח מדווח כי לפני התקנת המערכת בוצעו שש שטיפות ידניות בשנה, ולאחר המעבר למערכת RST נרשמה לדבריו עלייה של 13% בתפוקה.

קיבוץ גלעד – בעדות באתר RST מודגש במיוחד ההיבט הבטיחותי: הפחתת הצורך בכניסה תדירה של צוותי שטיפה לגגות הרפתות.

חשוב להדגיש שאלו תוצאות ועדויות מאתרים מסוימים, ולא נתון שאפשר להחיל על כל רפת או לול.

אזורי תעשייה, מחצבות וכבישים: אבק, פיח וחלקיקים מינרליים

מערכת סולארית ליד כביש ראשי, מפעל או מחצבה נחשפת לסוגי לכלוך אחרים.

NREL מציין שאבק, פיח וחלקיקים אחרים המצטברים על פני המודולים מפחיתים את כמות האור שמגיעה לתאים ועלולים לגרום לירידה בייצור החשמל.

ליד מחצבות, מפעלי מלט ואתרי עפר עשויה להצטבר כמות גדולה של אבק מינרלי דק. ליד אזורי תעשייה וכבישים יכולים להצטרף חלקיקים שמקורם בתנועה ובפעילות תעשייתית.

כאשר אבק כזה נרטב ומתייבש שוב ושוב, חלק ממנו עשוי להיצמד לזכוכית בצורה חזקה יותר. לכן לא נכון להסתמך מראש על גשם או על מספר קבוע של ניקויים בשנה.

במפעלים יש גם שיקול תפעולי: כל עלייה של צוות לגג עשויה לדרוש תיאום, הרשאות בטיחות וגישה לאזורי עבודה.

מפעלי תוסף הם אחת הדוגמאות שמציגה RST. לפי עדות מנכ”ל המפעל באתר החברה, לאחר שנת שימוש במערכת דווח על עלייה של כ־6% בתפוקה.

המשמעות אינה שכל מפעל יקבל שיפור דומה, אלא שכדאי לבחון את קצב הצטברות הלכלוך ואת נתוני הייצור באתר הספציפי.

הנגב והערבה: הרבה אבק, מעט גשם

אזורים מדבריים וצחיחים מציבים אתגר ברור למערכות סולאריות: תקופות ארוכות ללא גשם לצד אירועי אבק וחול.

באזורים כאלה, שכבת אבק יכולה להצטבר במהירות על פני המודולים ולהפחית את הקרינה שמגיעה לתאים. ככל שפרק הזמן בין אירועי ניקוי ארוך יותר, כך המערכת עלולה לעבוד במשך זמן רב כשהפאנלים אינם נקיים.

לחות לילית או טל יכולים בחלק מהאתרים להרטיב את האבק ולשנות את האופן שבו הוא נצמד לזכוכית, אך אין להניח שהדבר מתרחש באותה עוצמה בכל אזור מדברי או בכל לילה.

העיקרון החשוב יותר הוא אחר: באתרים שבהם קצב הצטברות האבק גבוה, יש משמעות גדולה לתדירות שבה מסירים אותו.

גם שעת הניקוי חשובה. JinkoSolar, למשל, ממליצה לבצע ניקוי בשעות שבהן קרינת השמש נמוכה והמודולים קרירים יותר, כדי לצמצם סיכון להלם תרמי או חשמלי. החברה ממליצה על שעות הבוקר המוקדמות או אחר הצהריים המאוחרות.

שטיפה לילית פועלת באופן טבעי בתנאים שבהם המודולים קרירים ואינם חשופים לקרינה חזקה.

ליד הים: מלח, לחות ואבק

בסביבה חופית עלולים להגיע אל המודולים חלקיקי מלח שמקורם ברסס ימי. מידת החשיפה תלויה במרחק מהחוף, בכיוון הרוחות ובתנאי הסביבה.

הנושא מוכר היטב בתעשיית הסולאר: תקן IEC 61701 מיועד לבדיקת עמידות מודולים פוטו־וולטאיים לקורוזיה כתוצאה מרסס מלח. התקן בוחן את התנהגות המודולים בתנאים של מלח ולחות.

מלח יכול להצטבר יחד עם אבק וחלקיקים נוספים על הזכוכית, ובסביבה לחה עלולים להתפתח גם תנאים המעודדים קורוזיה ברכיבים מתכתיים שאינם מוגנים היטב.

כאן יש חשיבות גם לאיכות המים שבהם מנקים. JinkoSolar מציינת כי מים בעלי תכולת מינרלים גבוהה עלולים להשאיר משקעים על הזכוכית ואינם מומלצים לניקוי.

לכן בסביבה חופית כדאי להשתמש בשיטת ניקוי שמתאימה גם לסוג הלכלוך וגם להוראות היצרן של המודולים.

לשלשת ציפורים: הצללה נקודתית שדורשת תשומת לב

לשלשת ציפורים שונה מאבק מפוזר משום שהיא יוצרת כתם מקומי ואטום יחסית.

הצללה מקומית יכולה לגרום לחוסר אחידות בעבודת התאים, ובתנאים מסוימים לתרום להיווצרות Hot Spots – אזורים שבהם תא או קבוצת תאים מתחממים יותר מהסביבה.

חשוב לדייק: לא כל כתם לשלשת יגרום מיד לנזק בלתי הפיך, וההשפעה תלויה במיקום הכתם, במבנה המודול, בדיודות המעקף ובמשך הזמן שבו ההצללה נשארת על הפאנל.

עם זאת, לכלוך נקודתי משמעותי הוא בהחלט סיבה טובה להסרה מוקדמת.

גם כאן עדיף לפעול בהתאם להוראות היצרן. JinkoSolar, למשל, אוסרת שימוש בחומרים שוחקים וממליצה להימנע מכימיקלים העלולים להשפיע על הזכוכית, על התפוקה ועל האחריות.

המשמעות היא שהפתרון אינו לגרד כתם יבש בכלי קשיח, אלא להשתמש בשיטת ניקוי שאינה שוחקת את פני המודול.

אז מה משותף לכל הסביבות?

סוגי הלכלוך שונים, אבל שלושה עקרונות חוזרים כמעט בכל מערכת:

 

סביבה	מה עשוי להצטבר	האתגר המרכזי	עיקרון טיפול
רפתות ולולים	אבק אורגני, חלקיקי מספוא וסביבה עשירה באמוניה	הצטברות מהירה ועבודה בגובה	ניקוי בתדירות המותאמת לאתר
תעשייה, מחצבות וכבישים	אבק, פיח וחלקיקים מינרליים	לכלוך שמצטבר במהירות ולעיתים נצמד לזכוכית	הסרה לפני הצטברות משמעותית
נגב וערבה	חול ואבק	תקופות ארוכות ללא גשם ואירועי אבק	ניטור וניקוי בתדירות גבוהה כשנדרש
קו החוף	מלח, לחות ואבק	משקעים וקורוזיה בסביבה מלוחה	מים מתאימים ושיטה שאינה שוחקת
לשלשת ציפורים	כתמים מקומיים אטומים	הצללה נקודתית ו־Hot Spots אפשריים	הסרה מוקדמת וללא גירוד

. תדירות שמתאימה לתנאי האתר

אין מספר אחד של שטיפות שמתאים לכל מערכת. בסביבה מאובקת או חקלאית ייתכן צורך בניקוי תכוף יותר מאשר בגג אחר.

2. ניקוי כשהמודולים קרירים

יצרנים ממליצים לבצע ניקוי כאשר קרינת השמש נמוכה והמודולים אינם חמים. שטיפה לילית היא אחת הדרכים לעמוד בתנאים האלה.

3. שימוש במים ובשיטה שמתאימים לפאנלים

מים עתירי מינרלים, חומרים שוחקים וכימיקלים שאינם מאושרים עלולים להיות בעייתיים. יש לפעול בהתאם להוראות יצרן המודול הספציפי.

איך RST NightWash מתמודדת עם האתגר?

מערכת RST NightWash היא מערכת שטיפה אוטומטית שפותחה בישראל ומיועדת, לפי RST, למערכות סולאריות מסחריות בהספק של 50KW ומעלה.

המערכת מבצעת שטיפה בשעות הלילה באמצעות מים מטופלים בלחץ נמוך וללא מברשות או מגע יד אדם. השליטה והבקרה מתבצעות מרחוק באמצעות אפליקציית RST.

לפי החברה, תדירות השטיפה מוגדרת מראש ויכולה לפעול באופן רציף וקבוע. באתר RST מתואר גם שימוש יומיומי במערכת, אך בפועל נכון להתאים את התזמון לצורכי האתר ולתוכנית התפעול שלו.

RST מציינת כי המערכת פועלת בהתאם להנחיות יצרני פאנלים וכי התקבלו עבורה אישורים מיצרנים. עם זאת, בכל מערכת נכון לבדוק גם את תנאי האחריות של היצרן והדגם הספציפיים המותקנים באתר.

רוצים לדעת כמה הלכלוך משפיע על המערכת שלכם?

אין מספר אחד שמתאים לכל גג. רפת, מפעל, שדה סולארי בנגב ומערכת סמוכה לחוף מתמודדים עם תנאי לכלוך שונים, ולכן נכון לבחון את קצב ההצטברות ואת נתוני התפוקה של המערכת הספציפית.

באתר RST ניתן להשתמש במחשבון להערכת הכדאיות של מערכת שטיפה אוטומטית, או לפנות לחברה לבדיקת התאמה למערכת מסחרית בהספק של 50KW ומעלה.

טלפון: 03-6732023